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数字图象处理作业 指导教师 ：杨涛 提交时间： 2015.3.29 The task of Digital Image Processing 数字图像处理 School of Computer Science No: 第一次作业 姓名 ： 喻铭文 学号 ： 2012302469 班号 ： 数字图象处理作业 自然光照的多视点形状和反射 Geoffrey Oxholm 和 Ko Nishino （著） 美国费城卓克索大学计算机系（邮编19104） {gao25,kon}@ 摘要 这个世界充满了复杂的反射物体，处在复杂的光照环境中。 然而之前在全3D 几何恢复方面的工作已经尝试了将其构建为简 单的模型反射（朗伯体，镜像，或弥漫性+镜面）或照明（一个 或多个点光源）来处理。虽然，最近在直接利用这种复杂性回收 单视图几何方面有一些进展，但我们依然不清楚这种单一视图的 方法怎样才能扩展重建完整的几何。为此，我们推导出一个将蕴 含丰富信息的信号嵌入到复杂外观中的几何概率估计方法。虽然 每个观测只提供了部分的和不可靠的信息，我们还是展示了对于 不同的外观估计的反射率是怎样的，并结合嵌入在每个观察中的 定向线索来重建基础几何。我们已证明了我们的方法对于合成的 物体以及真实世界的物体的效用。结果表明，我们的方法能够准 确地展示很大范围的现实环境以及介于极端之间的反射率，这是 我们之前工作的焦点和重心。 1.简介 我们这个世界的美丽来自于复杂反射率和丰富的光照环境 的部分相互作用。过去在全3D 的几何估计上的工作主要集中在 数字图象处理作业 压缩这一复杂性来适应简单模型。反射率经常被假定为朗伯体， 镜像，或漫加镜面；照明被认为是简单的，通常是一个点光源。 最近人们在直接利用单视图几何估计[ 16 ]恢复复杂的现实世界 外观方面取得了一些进展。然而，目前尚不清楚怎样用这种单一 视图方法来扩展重建完整的几何。 多视点立体的基础是光度的概念一致性。对于朗伯对象，例 如，多观察使我们瓜分对象的每个体素空间试验与观测图像的一 致性[ 20 ]。即，由于视点独立的外观朗伯材料，真正包含的体素 表面必须具有相同的外观时，投射到每个图像。如果对象有一个 更复杂的反射，通过控制照明我们可以推断每个像素的方向（表 面法线）的每个观测。我们可以把一个类似的取向一致性度量 [ 5 ]。虽然已经有许多其他的表达一致性的概念的方法（其中一 些下面讨论）是通过一个简单的使每个模型的光照或反射，排除 许多现实世界中的设置。 在本文中，我们介绍的方法，采用我们可以直接（或被动） 获得 （12 校准图像的对象和一个照明环境的全景图）估计我们 不能（反射特性物体的全三维几何）。本文的主要贡献这项工作 是一个概率的三维几何反射系数的估计方法，充分利用的复杂性 非平凡的和不平凡的光反射率。我们使用的三角网格模型链接的 观察，因此，嵌入在每个观察方向的线索可限制每个端面的位置。 在图像中的像素的外观提供多式联运可能的取向分布，形状这取 决于环境照度和反射对象的属性。这些像素的反射独特的场景组 数字图象处理作业 件（如太阳）提供更强的约束，而那些反映描述性成分少（如天 空或树）提供了较弱的约束。这样的弱约束，然而，变得强大的 时候，多观察取向分布，证实了一个严格的方位。我们的整体方 法是共同保持一固定的反射率和形状优化